Os estudos sobre a fisiologia do cafeeiro no Instituto ... do cafeeiro voltou a receber alguma ... rais relacionados com a produo do cafeeiro, e diminuindo a ab-soro de mangans, que freqentemente

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  • O Agronmico, Campinas, 59(1), 2007 41

    hIstRICOQuando foi criado em 27 de junho de

    1887, o atual Instituto Agronmico era uma Instituio Federal, ligada ao Ministrio da Agricultura do ento Imprio Brasileiro e se denominava Estao Agronmica de Cam-pinas. Para sua direo o Governo Imperial Brasileiro contratou na ustria o professor Franz Wilhem Dafert, que o dirigiu at 1897. A administrao de Dafert foi muito ativa e produtiva, como provam os trabalhos publi-cados naquela poca, vrios dos quais se tor-naram clssicos da literatura agronmica bra-sileira, especialmente aqueles relacionados com o cultivo do caf.

    Os estudos sobre a fisiologia do cafeeiro tiveram incio no Brasil no sculo XIX, com a criao do Instituto Agronmico. Entre os tra-balhos publicados por F. W. Dafert alguns fo-ram sobre as exigncias minerais do cafeeiro e a distribuio dos elementos nutritivos nas diferentes partes da planta. Depois de Dafert a fisiologia do cafeeiro voltou a receber alguma ateno na dcada de 0, quando Theodureto de Almeida Camargo, ento Diretor do Ins-tituto, estudou, com seus colaboradores, al-guns aspectos da fisiologia do cafeeiro como seu crescimento em relao ao pH do meio radicular, a importncia das nutries nitro-genada e potssica e as alteraes qumicas que ocorrem nas folhas de cafeeiros atingidos pela geada.

    A partir da criao, em 196, de um la-boratrio para estudos de fisiologia vegetal, o qual foi transformado em Seo de Fisiologia com a reestruturao do Instituto Agronmico efetuada em 1942, a fisiologia do cafeeiro pas-sou a ser estudada ininterruptamente. Algumas dessas contribuies so descritas a seguir.

    pRINCIpAIs CONtRIbuIes pARA A CAfeICultuRA NACIONAl

    As primeiras contribuiesNa rea de nutrio mineral, alm dos trabalhos relacionados

    anteriormente, foram desenvolvidos estudos em solues hidro-pnicas que permitiram estabelecer os sintomas de deficincia de um grande nmero de nutrientes minerais. Esse quadro de sintomatologia proporcionou o controle da deficincia de zinco que era observada frequentemente nos cafezais paulistas. Outro aspecto estudado foi a absoro de uria pelas folhas do cafeei-ro em condies de campo e em plantas cultivadas em soluo nutritiva. O emprego de uria de qualidade inferior provocou o aparecimento de sintomas de fitotoxidade pelo biureto, impureza frequentemente presente no produto em quantidades txicas.

    Estudos detalhados sobre a distribuio do sistema radicular do cafeeiro em cinco tipos de solos foram efetuados no Estado de So Paulo, encontrando-se marcada diferena nos sistemas radi-culares nos diferentes solos, causada principalmente pela porosi-dade e riqueza em nitrognio do solo. A melhor distribuio do

    sistema radicular encontrada foi em latossolos, nos quais as razes atingiram profundidades su-periores a 2,5 m, sendo que a 2 m a quantidade de radicelas foi grande.

    Os motivos do insucesso da arborizao dos cafezais no Estado de So Paulo foram objeto de exaustivos estudos. Depois de in-vestigar durante vrios anos o comportamento da gua no solo dos cafezais sombreados e a pleno sol, e o consumo de gua do solo pelos cafezais e pelas rvores de sombra, foi conclu-do que as rvores de sombra competiam for-temente com os cafeeiros na absoro de gua durante a poca seca, sendo este o principal fator do pouco xito do sombreamento.

    Outra contribuio do Instituto Agron-mico foi na rea de conservao de sementes de caf que, em condies normais, perdem sua viabilidade rapidamente, dificultando o seu uso a longo prazo. Desse modo, foi cons-tatado que o poder germinativo de sementes de caf arbica e outras espcies foi mantido por um perodo consideravelmente mais longo, quando so desidratadas at 10% de umidade e armazenadas em recipientes hermticos em temperaturas baixas.

    Os teores de cidos clorognicos, compos-tos fenlicos presentes em quantidades altas em folhas e gros de plantas de caf, foram estudados por suas relaes com a resistncia a doenas e com a qualidade de bebida do caf. Este estudo forneceu dados sobre os teores de cidos clorognicos em inmeras espcies de Coffea, evidenciando que as espcies mais re-sistentes ferrugem apresentavam tambm os mais altos teores de cidos clorognicos. Em adio, foi constatada relao entre a qualidade de bebida e a quantidade de cidos clorogni-cos nos gros, sendo que os mais altos teores foram obtidos em C. canephora, que apresenta qualidade de bebida inferior de C. arabica.

    A alta exigncia do cafeeiro em nitrog-nio um fato conhecido h muito tempo, e acentuada com o aumento da idade da planta e principalmente com o incio da produo de gros. No havendo outros fatores limitantes, a nu-trio nitrogenada promove o rpido desenvolvimento da planta e o aumento da produtividade do cafeeiro. Resultados mostraram que, durante todo o ciclo produtivo do cafeeiro, a capacidade da planta em absorver e utilizar o nitrognio do solo maior antes da abertura das flores da florada principal, e na fase de enchi-mento do gro (granao), ocasies essas que coincidem com os perodos de intensa demanda de metablitos pelas flores e frutos. Esse e outros trabalhos forneceram informaes sobre as pocas mais adequadas para se efetuar adubaes nitrogenadas no cafe-eiro, e ressaltaram que o fornecimento de muito nitrognio para as mudas no viveiro ocasiona maior crescimento da parte area em relao s razes, que poder ser crtico quando forem trans-plantadas para o campo.

    Os estudos sobre a fisiologia do cafeeiro no Instituto Agronmico

    Os trabalhos sobre a reao do cafeeiro aos fatores climticos

    resultaram no conhecimento das causas de vrios fenmenos observados nas culturas, tais

    como a descolorao de folhas em baixas temperaturas, o

    estrangulamento do caule e a leso do colo de plantas novas,

    sujeitas a temperaturas extremas. A influncia da temperatura da

    raiz sobre o crescimento mostrou que a temperatura de 33C na raiz, mesmo por poucas horas,

    j parece prejudicar um pouco o desenvolvimento do cafeeiro e 38C nas mesmas condies, prejudica grandemente. Essas temperaturas so freqentemente atingidas no

    campo, em dias de vero, nas camadas superficiais, exatamente

    naquelas que contm grande quantidade de radicelas.

    Em adio, estudos sobre o fotoperodo mostraram ser o cafeeiro

    uma planta de dias curtos.

    Maria LuizaJoel

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    sOMbReAMeNtONo Brasil, a cafeicultura se desenvolveu extensivamente a

    pleno sol, onde normalmente a planta tende a expressar todo o seu potencial produtivo, ocorrendo, entretanto, produes bie-nais devido ao esgotamento da planta, e queima das folhas em excesso de radiao solar. Esse problema tem sido parcialmente contornado com o aumento da densidade de plantio, principal-mente na disposio em renque, e adequao da nutrio mineral e tratamentos fitossanitrios.

    O estresse ocasionado em regimes de alta temperatura e radiao solar, condies que ocorrem em regies de baixa e m-dia altitude, pode inviabilizar a cultura do cafeeiro. Portanto, um dos principais obstculos para a expanso do cultivo de C. arabi-ca no Brasil parece ser a estreita faixa de temperatura favorvel ao desempenho de suas atividades vegetativas e reprodutivas. Entretanto, h evidncias que mostram que alguns cultivares recentemente obti-dos no IAC apresentam melhor adapta-o a regimes de luz e temperaturas mais elevadas, uma vez que a seleo gentica foi efetuada a pleno sol em diferentes re-gies de cultivo.

    O sistema de cultivo a pleno sol no Brasil foi baseado em resultados obti-dos em experimentos antigos, nos quais foram utilizados nveis de sombreamen-to excessivo, que ocasionaram drsticas redues na produtividade do cafeeiro. Com a intensificao do sistema de cul-tivo adensado e a retomada da possibili-dade de sombreamento do caf no Brasil, tornou-se imprescindvel conhecer as respostas dos cultivares atuais s varia-das condies edafo-climticas, na fi-siologia e na produtividade do cafeeiro, visando adequar o manejo e otimizar a produtividade nesses novos modelos tec-nolgicos.

    Vrios estudos conduzidos em vasos, em quatro cultivares de Coffea arabica (Catua Vermelho, Mundo Novo, Icatu Amarelo e Bourbon Vermelho) e um de C. canephora (Apoat) mostraram que, em todos os gentipos, importantes caractersticas e proces-sos fisiolgicos, tais como, fotossntese, utilizao do nitrognio, eficincia do uso da gua e crescimento, no diferiram entre as plantas cultivadas a pleno sol e a 50% - 70% da luz solar. Entre-tanto, todos esses processos foram prejudicados em condies de sombreamento excessivo (20 a 0% da luz solar).

    No campo, foram estudados os efeitos de diversos regimes de luz e disponibilidade de gua no solo na produtividade do cul-tivar Obat. A produo acumulada durante quatro anos conse-cutivos aumentou com o nvel de luz, no havendo, entretanto, diferena significativa entre as plantas cultivadas a pleno sol e 70 % da luz.

    Em sntese, o sombreamento moderado, ao redor de 70 % da luz solar, favorece os processos fisiolgicos, atenua o depaupera-mento das plantas e no decresce significativamente a produo. Alm disso, esse sistema de cultivo pode proporcionar incremen-tos na renda do produtor, pela explorao das espcies de sombra e reduo nos custos da recuperao das lavouras depauperadas, alm de proporcionar melhorias na qualidade da bebida e nas condies edafo-climticas do meio ambiente.

    EnxertiaNo Brasil a enxertia foi primeiramente estudada no Institu-

    to Agronmico durante a dcada de 0, mas s recentemente tem sido utilizada como uma tcnica que permite o cultivo de cultivares de C. arabica em solos infestados por nematides (Meloidogyne

    spp). Nesses solos, a enxertia de cultivares comerciais de C. ara-bica sobre C. canephora tem apresentado expressivos aumentos na produo, devido tolerncia de C. canephora a esse parasita. Entretanto, foi observado que, mesmo em solos sem nematides, a utilizao de C. canephora como porta-enxerto conferiu maior desenvolvimento e vigor s plantas, o que conseqentemente, po-deria levar a aumentos na produo. Em experimentos efetuados durante dez anos consecutivos, em solos isentos de nematides, foi verificado que a enxertia de C. arabica sobre C. canephora e C. Congensis proporcionou considerveis aumentos no crescimento e na produo de C. arabica, principalmente aps as plantas so-frerem recepa drstica. Em adio, a absoro de nutrientes foi qualitativamente melhorada nas plantas enxertadas, aumentando a absoro de potssio, que um dos principais elementos mine-rais relacionados com a produo do cafeeiro, e diminuindo a ab-

    soro de mangans, que freqentemente est presente em nveis altos na maioria dos solos cultivados com caf no Brasil. Foi demonstrado que a superioridade das plantas enxertadas foi devida maior ca-pacidade do sistema radicular de C. cane-phora em explorar maior volume de solo e fornecer gua para a parte area durante os meses secos, mantendo maiores taxas fo-tossintticas e maior crescimento durante esses perodos. Em adio, a enxertia no alterou a qualidade de bebida, mantendo o padro apresentado por C. arabica.

    Investigaes sobre as caractersticas fotossintticas, nutrio mineral e mor-fologia e tamanho do sistema radicular em gentipos com potencial para serem utilizados como porta-enxerto para culti-vares de C. arabica mostraram excelente desempenho do Apoat IAC 2258 (C. canephora) e do Bangelan IAC col.5 (C. congensis x C. canephora). Esses gentipos mostraram maior capacidade

    das razes em explorar o solo em volume e profundidade, maior eficincia em absorver N, P e K e seletividade para reduzir a ab-soro de Mn. O melhor desempenho do sistema radicular des-ses materiais genticos apresentou reflexos na parte area, que mostrou menores quedas nas taxas fotossintticas e transpirao, em condies de deficincia hdrica no solo. Os resultados mos-traram que os gentipos Bangelan e Apoat apresentam ca-ractersticas favorveis para a utilizao como porta-enxerto para cultivares de C. arabica.

    espAAMeNtO

    Na cultura do cafeeiro, de modo geral, podem-se esperar acrscimos significativos na produtividade com o aumento, den-tro de certos limites, da densidade de plantio. Embora o cultivo adensado do cafeeiro venha sendo praticado h muito tempo em outros pases produtores, no Brasil somente nos ltimos anos vem adquirindo interesse econmico. Do ponto de vista fisiolgico, o cafeeiro apresenta ampla capacidade de adaptao a altas den-sidades de plantio devido, principalmente, relativamente bai-xa necessidade de luz para seu processo fotossinttico. Por sua vez, o aumento na densidade de plantio pode provocar alteraes qumicas, fsicas e microbianas no solo, bem como influenciar o aparecimento de doenas nas plantas. Desse modo, foram efetu-ados experimentos visando definir a densidade de plantio mais adequada para o cultivo do cafeeiro, para maximizar a produo sem proporcionar alta incidncia de pragas e doenas, bem como dificuldades nos tratos culturais.

    O experimento constou de quatro blocos, com plantio em sis-tema de espaamentos duplamente progressivos, nos espaamen-

    Contribuies atuaisNo passado, importantes trabalhos de pesqui-sa efetuados no IAC abordaram o estudo da fisiologia do cafeeiro, cujas informaes so utilizadas at os dias atuais. Contudo, o rpi-do avano tecnolgico ocorrido na cafeicultu-ra brasileira, como o uso de novos cultivares geneticamente melhorados, novos sistemas de plantio, associados ao depauperamento e infestao dos solos com nematides, e ao aparecimento de novas doenas, trouxeram vrios problemas e muitas indagaes que necessitavam de solues. Nesse sentido, vrios projetos de pesquisa foram desenvol-vidos no IAC procurando obter informaes para preencher, em parte, as lacunas existen-tes no conhecimento da fisiologia do cafeeiro e sua interao com o ambiente.

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    tos entre linhas de 0,60m; 0,72m; 0,85m; 1,04m; 1,24m; 1,50m; 1,80m; 2,15m; 2,57m; ,10m; ,70m; 4,46m; 5,20m; 6,40m, um bloco para cada um dos quatro cultivares utilizados, sendo dois de porte alto (Icatu Vermelho-IAC 4045 e Mundo Novo - Acai) e dois de porte baixo (Catua Amarelo - IAC 62 e Obat-IAC 1669-20), sendo dois materiais resistentes ferrugem (Icatu e Obat) e dois susceptveis (Catua e Acai), plantados exatamente nos sentidos N S; L O. Verificou-se que na primeira produo as plantas de Icatu j comearam a sobrepor os ramos plagiotrpi-cos em espaamento de at 1,80 m, enquanto que os cultivares de porte baixo e o Acai apresentaram crescimento de dimetro de copa menor ocorrendo adensamento abaixo de 1,50 m. No quarto ano de produo, no cultivar Icatu a competio por espao j ocorre at o espaamento de 2,15 m, enquanto que para os outros cultivares a competio mantm-se at 1,80 m. A produo por rea no perodo de 1997 a 200 foi baixa em espaamento de 0,44 m2 por planta, apresentou valores mximos entre 0,60 e 0,90 m2, decrescendo consideravelmente nos espaamentos maiores. A atividade e composio microbiana no solo, de modo geral, foram mais elevadas na profundidade de 20-40 cm nos cultivares de porte alto (Mundo Novo e Icatu) que nos cultivares de porte baixo (Catua e Obat), havendo pouca variao com o aumento do espaamento. Com referncia ao efeito do espaamento nas caractersticas qumicas do solo, verificou-se que o teor de Ca aumentou com o espaamento, enquanto a quantidade de mat-ria orgnica no foi influenciada. Com referncia ao efeito do espaamento nas caractersticas qumicas do solo, importantes informaes foram obtidas. A acidez do solo (H+Al) aumentou com o decrscimo do espaamento, principalmente na camada 0-20 cm, em conseqncia da diminuio dos teores de Ca e da soma de bases. A matria orgnica aumentou com a reduo do espaamento na camada de 0-20 cm, mas no foi alterada na de 20-40 cm. Os teores de P, K, Zn e B no solo aumentaram com a reduo do espaamento.

    Resultados de cinco anos de avaliaes do efeito de diversos espaamentos, com uma ou duas plantas por cova, no crescimen-to e produtividade de C. arabica cv. Obat 1669-20, mostraram que o crescimento aumentou com o aumento da densidade de plantio na linha, independente da utilizao de covas com uma ou duas plantas. A produo acumulada nos cinco anos conse-cutivos, em sacas de caf beneficiado por hectare, foi maior no espaamento ,0 x 1,0 com duas plantas por cova.

    estIMAtIvA de pROdutIvIdAdeA estimativa antecipada da safra de caf nas diversas regies

    produtoras de importncia fundamental para o estabelecimento da poltica cafeeira do pas. Apesar dessa importncia no existe no Brasil uma metodologia adequada para previso da safra de caf que permita uma avaliao precisa e segura. As poucas in-formaes para o estabelecimento de modelos para previso de safra de caf so conseqncia da complexidade metodolgica, ocasionada pela diversidade dos fatores ambientes, culturais e econmicos envolvidos na produtividade dessa cultura. Esses mtodos devem levar em considerao as cultivares utilizadas, a densidade de plantio, a idade da cultura, a tecnologia empregada e as condies edafo-climticas.

    Objetivando desenvolver um modelo matemtico para esti-mar a produtividade de cafeeiros de diferentes cultivares, idade e sistema de plantio, foram avaliadas, durante diversos pero-dos produtivos, as caractersticas fenolgicas determinantes do crescimento e da produo. Os estudos se estenderam de 1999 a 2004, efetuando-se determinaes quantitativas do crescimento, frutificao e produo das plantas de 14 unidades experimentais (UEs) (talhes), da regio de Gara/Marlia.

    Utilizando-se o banco de dados acumulados neste estudo durante o perodo de 1999/2000 a 200/2004, estabeleceu-se o ndice Fenolgico de Produo (IFP), que corresponde ao pro-

    duto da mdia do nmero de frutos do 4 e 5 ns produtivos do ramo plagiotrpico do tero mdio da planta, multiplicado pela rea vegetal de produo, a qual foi calculada pelo produto do comprimento em metro de linha de caf por hectare pelo dobro da altura da planta. O IFP foi altamente correlacionado (R2 > 0,97) com a produo real obtida durante os anos de 1999/2004 (Figuras 1 e 2), fornecendo a seguinte equao linear:

    Y = 0,0005 X

    onde X representa o IFP e Y a produo estimada em sc/ha.

    Dessa forma, a utilizao do IFP, que so avaliaes medi-das e no subjetivas, nos modelos matemticos poderia reduzir significativamente a margem de erro das estimativas. De fato, aplicando-se essa equao aos dados de 2001/2002, que foi um ano agrcola em que todos os 14 talhes em estudo apresentaram produes, verificou-se que as estimativas das produtividades das 14 UEs, obtidas pela equao (Y = 0,0005 X) e sua compa-rao com as produtividades reais apresentaram margem de erro de 7 %, enquanto que a comparao entre as estimadas efetuadas visualmente, por tcnicos especializados na cultura, e as reais foi de 9%. Portanto, a utilizao da equao Y = 0,0005 X, obtida atravs dos ndices fenolgicos de produo permite estimar a produtividade do cafeeiro, com at 6 meses de antecedncia, com preciso superior a 9%.

    Joel Irineu Fahl e Maria Luiza Carvalho CarelliInstituto Agronmico, Centro de Ecofisiologia e Biofsica( (19) 21-5422 R: 155* fahl@iac.sp.gov.br; carelli@iac.sp.gov.br

    Figura 1. Regresso entre a produo real e o ndice fenolgico, obtido pela multiplicao da mdia do nmero de frutos do 4 e 5 ns produtivos de ramos plagiotrpicos do tero mdio da planta, pela rea vegetal de produo, calculada pelo produto do comprimento em metro

    de linha de caf por hectare pelo dobro da altura da planta.

    Figura 2. Comparao entre a produtividade real com a obtida pela equao Y= 0,0005 X, e com a estimada visualmente em 14 unidades

    experimentais durante os anos agrcolas de 2001/2002.